아세트산의 위력

CH3COOH

 

식초의 화학식은 CH3COOH이다. 포화지방산의 하나이며, 식초의 주성분으로 초산(醋酸, さくさん)이라고도 한다. 녹는점 16.6°C. 끓는점 117.8°C. 비중은 1.0492. 분자량은 60.1. 식초속에 3~5%들어 있으며 식초의 신맛이 주성분이다. 순수한것은 겨울에 고체화되므로 빙초산(氷醋酸)이라고 한다. 자극성이 강한 냄새 신맛이나며, 무색이다.

 

아세트산은 발효를 이용해 만들 수 있다. 산소가 없는 상태에서 포도당에 효모를 넣어주면 알코올발효가 일어나 에탄올(C2H5OH)이 만들어진다. 이 에탄올에, 산소가 있는 상태에서 아세트산균을 넣어주면 아세트산 균에 의해 에탄올이 분해되어 물과 아세트산이 만들어진다.

 

즉, C2H5OH + O2 --> CH3COOH + H2O + 8ATP 이다.

 

아세트산균의 작용으로 알코올을 호기적으로 산화시켜, 아세트알데히드를 거쳐 아세트산을 만드는 과정을 말한다. 알코올 산화의 과정은 다음의 2단계를 거친다.

위의 과정 중 (I)에서는 알코올탈수소 효소가, (2)의 과정에서는 알데히드탈수소 효소가 관여한다. 식초의 양조(釀造)는 이것을 공업적으로 응용한 것으로, 알코올발효나 젖산발효와 함께 옛날부터 널리 알려져 왔다. 맥주와 같은 알코올 함유량이 비교적 적은 주류(酒類)에 물을 타서 컵에 넣어 따뜻한 공기 속에 방치하면, 표면에 흰 피막이 생기며 신맛이 난다. 이 피막은 아세트산균의 집합체이다. 아세트산균은 호기성 세균이며, 공기가 풍부한 액면(液面)에서 잘 번식할 뿐만 아니라, 공기 중의 산소를 이용하여 알코올을 아세트산으로 변화시키기 때문에 신맛이 나게 된다. 막걸리를 생산하기는 쉽지만 장기간에 걸쳐 대량으로 유통시키기는 쉽지 않다. 막걸리에 남아있는 곡물과 효모 때문에 유통과정에서도 발효가 멈추지 않기 때문이다. 이처럼 아세트산 발효가 되면 막걸리는 신맛이 나는 식초로 변해버려 상품성을 떨어져 버리기도 한다.

 

공업적인 아세트산 제조방법은 •첫째: 메탄올과 일산화탄소를 반응시키는 메탄올 카보닐화법(carbonylation of methanol)으로 가장 일반적으로 사용되고 있는 방법 •둘째: n-부탄을 직접 산화시키는 방법 •셋째: 자유라티칼 반응을 통해 아세트알데히드를 산화시키는 방법 •네 번째: 에틸렌, n-부텐, sec-부틸 아세테이트 등을 기체상 또는 액체 상태에서 산화시켜 얻는 방법 등이 있다.

 

현재 가장 일반적으로 사용되고 있는 메탄올 카보닐화법은 금속 착화합물 촉매를 이용해서 메탄올과 일산화탄소를 용액 상태에서 반응시키는 방법이다. 이때 요드화메틸(methyl iodide)이 조촉매로 사용된다. 공정개발 초기엔 코발트 착화합물이 촉매로 이용되었지만 지금은 로듐(rhodium) 또는 이리듐(iridium) 착화합물이 사용되고 있다.

 

2006년에는 제올라이트를 이용해서 디메틸에테르(dimethylether)로부터 아세트산(acetic acid)을 제조할 수 있는 신공법이 미국 캘리포니아 대학 엔리크 이글레시아(Enrique Iglesia) 연구진에 의해 개발되었다.

 

아세트산은 음식에 넣어 먹는 발효 식초의 유효성분일 뿐만 아니라 공업적으로는 중요한 기초화학 제품 중 하나이다. 아세트산비닐의 제조를 비롯하여 염색·합성초·아스피린 등의 의약품, 사진의 정착액 외에, 용제·아세틸화제, 또는 아세트산 에스테르·아세트산무수물· 아세톤 등 공업상 매우 중요한 물질로 대량 사용되는데, 공업적으로 아세트산을 가장 많이 소비하는 곳은 비닐 아세테이트(vinylacetate)와 아세틱 안하이드리드(acetic anhydride) 제조업체이다. 비닐 아세테이트는 페인트, 접착제, 직물 가공 등에 흔히 사용되는 라텍스 에멀전 수지의 원료 물질이고, 아세틱 안하이드리드는 셀룰로오스 아세테이트 섬유 등의 제조에 사용되는 물질이다 .